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Il sistema del complemento: un meccanismo chiave dell'immunità, Dispense di Immunologia

Descrizione del sistema del complemento e delle 3 vie.

Tipologia: Dispense

2019/2020

Caricato il 17/02/2020

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Il sistema del complemento
Il sistema del complemento, insieme con gli anticorpi, è un elemento
essenziale del sistema immunitario nei meccanismi di difesa umorale contro gli
agenti infettivi. Si tratta di un sistema di mediazione umorale, costituito da
circa 30 proteine circolanti nel sangue e di membrana, capaci di interagire
reciprocamente e con le membrane cellulari. Nel sangue, le proteine sono
presenti come molecole funzionalmente inattive; dopo l’attivazione, esse sono
capaci di interagire tra loro, con gli anticorpi o con le membrane cellulari,
svolgendo molteplici attività biologiche che comprendono la morte delle
cellule. L'attivazione "a cascata" delle sue proteine solubili, che
convenzionalmente vengono chiamate componenti, è alla base di attività
biologiche varie come la lisi cellulare, batterica o virale; queste si introducono
nelle membrane degli agenti patogeni provocando su di esse pori che portano
alla lisi. Durante l'attivazione del complemento si ha inoltre il reclutamento di
varie cellule immunocompetenti, come cellule fagocitarie (monociti , macrofagi ,
polinucleati), linfociti B e linfociti T .
L'attivazione del complemento avviene con un meccanismo detto a cascata
per attivazione sequenziale dei vari componenti complementari che circolano
in forma inattiva.
Esistono tre vie distinte di attivazione del complemento, la via classica, la via
alternativa e la via lectinica, che partendo da momenti differenti conducono
alla proteolisi del C3 con conseguente formazione di C5 convertasi . Da questo
evento centrale, l’attivazione delle altre componenti procede attraverso una
via comune che porta alla formazione del complesso di attacco della
membrana (MAC), il quale, legandosi alle membrane cellulari dei
microorganismi, ne determina la lisi osmotica.
La via classica è attivata dal legame di alcune classi di anticorpi con il relativo
antigene e quindi rappresenta un meccanismo dell'immunità umorale
specifica. La via alternativa viene attivata direttamente da alcune proteine
delle membrane cellulari dei microbi e quindi fa parte dei meccanismi della
immunità innata.
La via della lectina legante il mannosio (MBL) utilizza il mannosio come sito di
attacco alle membrane dei patogeni.
Alcune proteine presenti sulle cellule normali dell'ospite inibiscono
l'attivazione del complemento, e questo riduce al minimo l'effetto dannoso che
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Il sistema del complemento

Il sistema del complemento , insieme con gli anticorpi, è un elemento essenziale del sistema immunitario nei meccanismi di difesa umorale contro gli agenti infettivi. Si tratta di un sistema di mediazione umorale, costituito da circa 30 proteine circolanti nel sangue e di membrana, capaci di interagire reciprocamente e con le membrane cellulari. Nel sangue, le proteine sono presenti come molecole funzionalmente inattive; dopo l’attivazione, esse sono capaci di interagire tra loro, con gli anticorpi o con le membrane cellulari, svolgendo molteplici attività biologiche che comprendono la morte delle cellule. L'attivazione "a cascata" delle sue proteine solubili, che convenzionalmente vengono chiamate componenti , è alla base di attività biologiche varie come la lisi cellulare, batterica o virale; queste si introducono nelle membrane degli agenti patogeni provocando su di esse pori che portano alla lisi. Durante l'attivazione del complemento si ha inoltre il reclutamento di varie cellule immunocompetenti, come cellule fagocitarie (monociti, macrofagi, polinucleati), linfociti B e linfociti T. L'attivazione del complemento avviene con un meccanismo detto a cascata per attivazione sequenziale dei vari componenti complementari che circolano in forma inattiva. Esistono tre vie distinte di attivazione del complemento, la via classica , la via alternativa e la via lectinica , che partendo da momenti differenti conducono alla proteolisi del C3 con conseguente formazione di C5 convertasi. Da questo evento centrale, l’attivazione delle altre componenti procede attraverso una via comune che porta alla formazione del complesso di attacco della membrana ( MAC) , il quale, legandosi alle membrane cellulari dei microorganismi, ne determina la lisi osmotica. La via classica è attivata dal legame di alcune classi di anticorpi con il relativo antigene e quindi rappresenta un meccanismo dell'immunità umorale specifica. La via alternativa viene attivata direttamente da alcune proteine delle membrane cellulari dei microbi e quindi fa parte dei meccanismi della immunità innata. La via della lectina legante il mannosio (MBL) utilizza il mannosio come sito di attacco alle membrane dei patogeni. Alcune proteine presenti sulle cellule normali dell'ospite inibiscono l'attivazione del complemento, e questo riduce al minimo l'effetto dannoso che

il complemento potrebbe esplicare sulle cellule dell'ospite. I microorganismi invece non posseggono tali proteine, pertanto il sistema complementare può svolgere interamente la sua azione sulla loro membrana.

Via classica

L'attivazione della via classica dipende dalla interazione di tre proteine del complemento, C1 , C4 e C2 , con il complesso antigene-anticorpo. La reazione comincia con il legame del C1 alle immunoglobuline di tipo IgG1, IgG3 e IgM fissate a un antigene. Il primo componente del complemento (C1) è costituito da tre sub componenti, C1q , C1r e C1s. Il C1q si lega specificamente alla regione Fc delle immunoglobuline e per attivarsi necessita del legame di due Fc contemporaneamente. Per questo motivo le IgM, che sono pentameriche ( sub unità e quindi 5 Fc), sono più efficaci delle IgG (che sono monomeriche) nell'attivazione del complemento dal momento che richiedono una minor concentrazione. Il C1r e il C1s svolgono invece un'azione enzimatica: il legame di due o più catene di C1q alle immunoglobuline attiva il C1r che a sua volta attiva il C1s. Il C1s scinde enzimaticamente la seconda componente della cascata complementare, il C4, in due frazioni: il C4a che rimane in circolo nel plasma e il C4b che si lega covalentemente alla membrana garantendo che l'attivazione prosegua solo in presenza di antigeni o con l'immunocomplesso. C4b, a sua volta, attiva il C2 in due frazioni: la C2a e la C2b. La C2b così si lega al precedente, dando luogo al complesso C4b2b. Il complesso C4b2b costituisce l'enzima chiamato C3 convertasi della via classica , capace di legarsi al C3 e di scinderlo. Il C3 viene scisso in C3a (un'anafilotossina che va in circolo) e in C3b capace di legarsi sia alla membrana batterica con finalità opsonizzanti, sia al complesso C4b2b stesso andando a costituire la C5 convertasi della via classica. C5 viene clivato per formare C5a e C5b. C5a viene rilasciato in circolo, mentre C5b lega i complementi C6 e C7 , formando il complesso C5b,6,7 che, mediante C7 (che è idrofobico), si lega sulla membrana del patogeno. Successivamente giungono la molecola C8 , che si lega al complesso e si inserisce nella membrana cellulare, e la molecola C9 , che tende a polimerizzare in associazione al complesso. Si legano dalle 10 alle 16 molecole di C9 per formare un poro sulla membrana. Quest'ultimo complesso è chiamato "complesso di attacco alla membrana" (MAC). Questi pori permettono ad acqua e ioni di entrare liberamente nella cellula, provocandone il rigonfiamento osmotico e la conseguente morte per lisi. C9 è strutturalmente simile alla perforina e i pori sono morfologicamente simili a quelli formati dalla

complesso C3b-Bb, stabilizzando la C3 convertasi ed aumentandone l'emivita da 4 a 40 minuti.